고주파수 유전율 계산 방법

많은 책에서 재료의 유전율은 하나 또는 두 개의 주파수에 대한 유전 상수로만 나열됩니다. 1 kHz가 자주 사용되지만 (예 : Plastics Technology Handbook, 4th ed, ISBN-13 : 978-0-8493-7039-7), 최소 2000 배 더 높은 주파수의 유전율을 찾고 있습니다 (2 -4GHz).

고주파수에 대한 재료의 유전율을 어떻게 계산합니까? 유전 상수가 여전히 유용한가요?

고주파수의 유전율을 결정하는 방법은 많이 있지만, 균일하게 실험에 기초합니다. 쉬운 방법 중 하나는 공명 공동입니다. 알려진 공진 주파수를 갖는 공진 공동을 생성합니다. 그런 다음 홀더에 의해 구멍 안에 재료를 삽입하고 공진 주파수가 얼마나 많이 교란되는지 확인하십시오 (벡터 네트워크 분석기 또는 유사한 장비 사용). 이것으로부터 유전율을 알아낼 수 있습니다. 이것은 매우 정확한 방법이지만 개방형 프로브 테스트는 훨씬 적은 제조로 합리적인 작업을 수행 할 수 있습니다.

경험상, 일반적으로 가열 주파수 (2.45GHz) 주변의 일반적인 유전체 재료에 대한 좋은 데이터가 있습니다. 1-4 GHz에서는 의미가 다르지 않습니다.

나는 18-20GHz 범위의 유전체 재료로 마이크로파 캐비티를 테스트했으며 일반적으로 게시 된 값은 20GHz에서 적용되는 10GHz에서도 상당히 정확합니다. 그것은 여전히 ​​의미있는 일입니다!

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또한 안테나 + 유전체 시뮬레이션을 수행하는 것은 안테나 지오메트리의 복잡성에 따라 유전체 재료의 실행 가능성을 테스트하기가 매우 쉽습니다. 나는 COMSOL과 다른 많은 패키지를 사용하여 마이크로파 안테나 / 최종 발사에 적용 가능한 상대 유전율 / 손실 탄젠트 범위를 결정했습니다. 주파수 응답이 열악하다는 것을 알기 위해서는 고가의 재료 구매 및 제조보다 훨씬 뛰어납니다.

주파수의 함수로서 유전율을 계산하는 것은 불가능하기 때문에 비실용적 인 것으로 간주 될 때까지 극도로 어렵다. 주파수의 함수로서의 유전율은 유전체의 많은 특성에 응답하여 행동하고 예측 가능한 곡선을 따르지 않습니다. 주파수 스펙트럼을 스윕 할 때, 주어진 유전체의 유전율은 겉보기에 임의의 간격으로 오르 내릴 수 있습니다.

주어진 상황 (온도, 전압, 기계적 특성 등)에서 주어진 유전체의 유전율에 대한 정확한 데이터가 필요한 경우 측정이 유일한 권장 옵션입니다.